我国农业土地利用碳排放与人均农业产值的倒“ U”型关系检验

摘要如何在资源环境硬约束下实现绿色发展和资源永续利用，不断提升农业现代化水平，并在未来逐步实现农业农村的优先发展，是我国亟待破解的现实难题。农业土地利用释放的CO₂现象目前虽然得到一定缓解，但仍需进行优化，另外，农业土地利用又是重要的碳源和主要的碳汇。在分析我国农业土地不同利用方式下的碳功能结果基础上，对农业人口人均碳排放量及耕地利用碳排放与人均农业产值的倒“U”型关系进行验证，研究农业农村优先发展政策下我国农业土地利用的碳排放和碳汇。结果表明：2012—2017年耕地碳排放量及林地与草地碳汇的年平均增长率依次为1.22%、-2.96%和-1.89%。又根据库兹涅茨曲线的估计，发现人均农业碳排放与人均农业产值呈倒“U”型关系;耕地利用中农用化肥使用产生的碳排放与人均农业产值也呈倒“U”型关系，而耕地利用中其他方面所形成的碳排放与人均农业产值并不呈现倒“U”型关系。

关键词农业农村优先发展;农业土地利用;碳排放;人均农业产值;库兹涅茨曲线

中图分类号S-9;F323文献标识码A

文章编号0517-6611（2022）13-0218-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.13.058

Test of the Inverted U-shaped Relationship between Agricultural Land Use Carbon Emissions and Per Capita Agricultural Output Value in China

LI Xin-jie MA Mei XIANG Rong

（1. School of Economics and Management， Inner Mongolia Agricultural University， Hohhot， Inner Mongolia 010010;2. Party School of the Hohhot Committee of the Communist Party of China， Hohhot， Inner Mongolia 010010）

AbstractHow to achieve green development and sustainable utilization of resources under the hard constraints of resources and environment， continuously improve the level of agricultural modernization， and gradually realize the priority development of agriculture and rural areas in the future is a practical problem that my country urgently needs to solve. Although the CO₂ released by agricultural land use has been alleviated to a certain extent， it still needs to be optimized. In addition， agricultural land use is an important carbon source and a major carbon sink. Therefore， based on the analysis of the carbon function results under different agricultural land use patterns in my country， this paper verifies the inverted U-shaped relationship between the per capita carbon emissions of the agricultural population and the carbon emissions of cultivated land use and the per capita agricultural output value， and studies under the agricultural and rural priority development policy， carbon emissions and carbon sinks from agricultural land use in my country. The results show that the average annual growth rate of carbon emissions from cultivated land and carbon sinks of forest land and grassland from 2012 to 2017 were 1.22%， -2.96% and -1.89%， respectively. According to the estimation of the Kuznets curve， it is found that the per capita agricultural carbon emissions have an inverted u-shaped relationship with the per capita agricultural output value;the carbon emissions generated by the use of agricultural fertilizers in the use of farmland also have an inverted u-shaped relationship with the per capita agricultural output value， while the agricultural land use is in an inverted u-shaped relationship. There is no inverted U-shaped relationship between carbon emissions and per capita agricultural output.

Key wordsPriority development of agriculture and rural areas;Agricultural land use;Carbon emissions;Per capita agricultural output value;Kuznets curve

在新时代，要从根本上破解人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分发展之间的矛盾，必须坚持农业农村优先发展，加快农业农村现代化进程。但现阶段农业发展方式粗放的问题仍然存在，具体表现为耕地数量减少、质量下降、投入品过量使用、农业面源污染等问题仍然严峻，这使得推动绿色发展和资源永续利用十分迫切[1]。科学证据表明，在最近的几十年里，由耕地排放出的温室气体总量已超过全球人类活动所排放温室气体总量的30%，等同于150亿t的CO₂，这是全球变暖的原因之一[2];根据IPCC的统计，全球每年农业减排技术会减少5 500～6 000 Mt的CO₂排放量[3]。又由于《京都议定书》条约内容的生效，现阶段我国所面临的农业碳减排任务仍然严峻，中央以及各级政府都对农业如何适应气候变化给予了极大的关注，而农业碳减排问题也成为目前研究的重中之重。

20世纪90年代一些学者已对不同农业土地利用方式的碳排放量进行了分析，主要对某些地区通过土地利用方式的转变而排放到空气中的CO₂增量进行研究[4];到21世纪，关于不同土地利用方式所排放CO₂的研究内容不断丰富。有学者通过数理统计方法将森林的碳储量与土地利用方式的碳排放进行结合来研究CO₂排放量的增减，得出由于耕地面积的不断增加及森林面积的不断减少使得碳排放量不断上升[5]。还有学者对在不同土地利用方式下采用定量分析的方法，将产生的CO₂量进行对比研究，发现虽然农用地的碳排放量处于较低水平，但呈现出逐渐上升的趋势[6]。有些学者将能源消耗纳入分析范围，通过DEA模型对其可能产生的CO₂量进行研究，得出能源利用率低下造成了较高的碳排放[7]。除此之外，又有学者把几个不同省份及县级市作为研究对象，利用LMDI分解法更加深入地对碳排放量因不同土地利用方式而产生的不同变化进行了研究，发现农业碳排放量的增加主要是由于农业产值的不断增长[8]。

综上所述，对某地区不同农业土地利用方式下碳排放的有关分析学者们已经做了丰富的研究，但将农业用地的碳排放源与林地、草地等碳汇结合起来进行全面、系统的研究较少。因此，笔者采用2012—2017年林地和草地面积等数据，从农业结构的角度，研究目前我国农业土地利用产生的碳排放状况及林地与草地所形成的碳汇，并进一步分析农业人口人均碳排放量及耕地利用碳排放与人均农业产值的关系，从而有助于掌握目前我国碳排放和碳汇的状况及其对农业经济的影响，同时可帮助调整农业用地结构，为我国制定农业碳减排政策提供可参考的依据。

1数据来源与研究方法

1.1数据来源该研究的林地面积、草地面积及农业人口等相关指标主要来源于2013—2018年《中国农村统计年鉴》、2012—2017年《中国国土资源公报》及2013—2018年《中国人口和就业统计年鉴》，化肥、农药、农业机械、灌溉面积相关数据来源于2013—2018年《中国统计年鉴》。

1.2评估方法耕地利用碳排放从4个方面产生：一是肥料的生产和使用过程;二是农药的生产和使用过程;三是农业机械的使用;四是灌溉过程中化石燃料所形成的碳排放。由上述4个方面，列出如下碳排放量的估算公式：

E=ΣE_i=ΣT_i·δ_i （1）

式中，E为农用土地利用产生的碳排放量;E_i为不同农用土地利用产生的碳排放量;T_i为碳排放源的碳排放量;δ_i为碳排放系数。根据以前学者的经验数据，农用土地碳排放的计算系数可分别得到，如表1所示。

2农业土地利用碳排放与人均农业产值的库兹涅兹曲线实证分析

2.1我国农业用地不同利用方式下碳功能结果分析由表2可知，我国农地利用碳排放增长明显，从2012年的830 515万t到2017年的835 874万t，年均增长率为0.13%。随着耕地碳排放量的增加，再加上耕地面积的逐年减少，平均1 hm²耕地碳排放量从2012年的614.47 kg增加到2017年的619.71 kg，年均增长率为0.17%，高于农业用地碳排放量的总增长率。2012—2017年我国生态环境逐步得到改善，使我国林地面积和草地面积的减少率都在逐渐降低，再加上我国的退耕还林还草政策，使得林地和草地面积相较于2008年都得到了明显的增加。

计算结果表明，林地碳汇总量从2012年的12 416.4万t增加到2017年的12 387.2万t，增长率为-0.24%。草地是第二大碳汇，近年来，随着经济建设的发展，草原面积减少的速度正在逐渐加快。草地面积除在青海、江西、宁夏等省份有所增加外，在其他大部分省份都有所减少，而且草地的断片化也很明显，全国成片草地的面积总共减少了7%，过度放牧及草地开垦为农田是导致草地面积减少的主要因素[13]。随着草地面积的减少和草地退化，草地碳汇逐渐减少。由表2可知，草地碳汇从2012年的461.09万t下降到2017年的460.53万t，虽然减少的数量不大，但趋势明显。

2.2人均碳排放量及耕地利用碳排放与人均农业产值之间倒U型关系的检验

2.2.1模型构建与库兹涅茨曲线估计。 根据环境库兹涅茨假说，环境质量与经济增长之间存在二次多项式函数关系（倒“U”曲线），它表明环境压力随着人均收入的增加而增加，当收入增加到一定水平时，环境压力随着收入的增加而下降[14]。